Рабочие учебные материалы

УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС

«МАТЕРИАЛЫ И КОМПОНЕТЫ ЭЛЕКТРОННЫХ СРЕДСТВ»

Рабочие учебные материалы

2.1. Рабочая программа (объем 130 часов)

Введение (2 ч)

Предмет и задачи дисциплины. Основные этапы развития материаловедения электронных средств (МЭС). Теоретические знания и практические навыки в области создания современной элементной базы радиоэлектронной аппаратуры (РЭА) как основа успешной деятельности специалистов в области конструирования и производства современных электронных средств.

Раздел 1. Основы материаловедения МЭС (26 ч)

[1], с. 4... 72; [6], с. 5 … 67

Тема 1.1. Основы материаловедения

Предмет и задачи материаловедения. Понятия «состав – структура – свойства». Инструментальная база материаловедения. Материаловедение применительно к материалам электронных средств.

Тема 1.2. Принципы классификации МЭС

Материалы электронных средств и их основное назначение. Классификация МЭС по типам химической связи, по степени упорядоченности структуры. Монокристаллические, поликристаллические и аморфные материалы. Строение идеальных кристаллов. Особенности строения реальных кристаллов. Основные виды дефектов. Классификация МЭС по электрофизическим, физико-химическим и механическим свойствам, назначению и технологическим характеристикам. Основные области применения различных групп материалов в изделиях электронной техники. Обоснование выбора материалов в соответствии с их основными свойствами.

Тема 1.3. Конструкционные материалы

Конструкционные материалы в изделиях электронной техники. Конструкционные металлы и сплавы. Неметаллические конструкционные материалы. Материалы диэлектрических оснований печатных плат. Влияние режимов термической обработки на свойства материалов. Устойчивость конструкционных материалов электронных средств к воздействию внешней среды в процессе производства и эксплуатации изделия.

Раздел 2. Диэлектрические материалы (22 ч)

[2], с. 182... 289; [3 ], с. 6 … 94

Тема 2.1. Основные свойства диэлектриков

Классификация диэлектрических материалов. Органические и неорганические, полярные и неполярные диэлектрики. Физические процессы в диэлектрических материалах. Поляризация диэлектриков, диэлектрическая проницаемость. Механизмы поляризации диэлектриков. Спонтанная (самопроизвольная) поляризация. Сегнето- и параэлектрики. Пьезоэлектрики. Диэлектрическая проницаемость и ее зависимость от температуры и частоты переменного электрического поля.

Тема 2.2. Электрофизические процессы в диэлектриках

Электропроводность диэлектриков. Температурная зависимость электропроводности диэлектриков. Диэлектрические потери. Старение диэлектриков. Электрическая прочность и механизмы пробоя диэлектриков.

Раздел 3. Проводниковые материалы (30 ч)

[2], с. 56... 86; [4], с. 52 … 84

Тема 3.1. Физические процессы в проводниках

Общие сведения о проводниковых материалах. Качественные особенности металлического состояния вещества. Металлический тип химической связи. Свойства металлов и сплавов на их основе. Влияние примесей и других дефектов структуры на проводимость металлических материалов. Температурная зависимость удельного сопротивления проводниковых материалов. Температурный коэффициент сопротивления металлов и сплавов.

Сплавы высокого сопротивления. Резистивные материалы на основе металлов, сплавов, химических соединений и металлокерамических композиций.

Тема 3.2. Классификация проводников

Состав и структура проводников. Классификация проводниковых материалов по структурно-химическим особенностям и уровню проводимости. Однокомпонентные и многокомпонентные проводниковые материалы.

Материалы высокой проводимости, сплавы высокого сопротивления, резистивные материалы.

Тема 3.3. Сверхпроводники. Аморфные металлические сплавы

Явление сверхпроводимости. Сверхпроводящие материалы. Перспективы применения сверхпроводников. Аморфные металлические сплавы: особенности строения, свойства и возможные области применения в изделиях электронной техники.

Раздел 4. Полупроводниковые материалы (30 ч)

[1], с. 74... 100; [2 ], с. 91 … 178

Тема 4.1. Общие сведения. Собственные и примесные полупроводники

Качественные особенности полупроводникового состояния. Классификация полупроводниковых материалов по составу и структуре. Кристаллические и некристаллические, неорганические и органические полупроводники. Влияние степени чистоты и совершенства структуры полупроводникового материала на его электропроводность. Зависимость электропроводности полупроводниковых материалов от воздействия внешних факторов.

Тема 4.2. Электрофизические свойства полупроводников

Процессы электропереноса в полупроводниковых материалах. Диффузионный ток. Оптические и фотоэлектрические свойства полупроводников. Инжекция носителей заряда. Поверхностные электронные состояния и их влияние на свойства полупроводниковых материалов.

Тема 4.3. Основные материалы полупроводниковой микроэлектроники

Основы полупроводниковой технологии. Получение полупроводниковых материалов с монокристаллической структурой (вытягивание монокристаллов из расплава, бестигельная зонная плавкая. эпитаксиальные процессы). Монокристаллический кремний как основной материал твердотельной микроэлектроники.

Соединения группы A^IIIB^V. Соединения группы A^IIB^VI.